JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), Vol. 4, No. 1, Juni 2019, Hal. 1-8 Terakreditasi “ Peringkat 3” oleh Kemenristekdikti, Nomor SK: 30/E/KPT/2018 DOI: 10.31544/jtera.v4.i1.2019.1-8

## Rancangan Sistem Irigasi Reuse Berbasis Otomatisasi Pompa

## Adib Khoirul Anas, Satyanto Krido Saptomo, M. Yanuar J. Purwanto
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Jl. Lingkar Akademik, Babakan, Dramaga, Bogor, Jawa Barat 16680
adibanas91@yahoo.com

## Abstrak
Sistem  irigasi reuse pompa  otomatis  merupakan  suatu  sistem  rangkaian  untuk  memindahkan  air  dari  tempat pembuangan  air  ke  reservoir.  Air  yang  sudah  dipindahkan  dan  disimpan  ke  resevoir  dapat  digunakan  pada  musim kemarau untuk mengaliri lahan kepertanian. Penelitian ini bertujuan merancang sistem irigasi reuse otomatisasi pompa menggunakan  tenaga  matahari  berbasis  panel  surya.  Analisis  dilakukan  untuk  mengetahui  kebutuhan  daya  dan  debit head .  Pada penelitian  ini, dilakukan 3 kali percobaan dengan head yang berbeda  menggunakan pompa 60  Watt. Head pipa  yang paling efisien  memiliki ketinggan  0,12 m  dan panjang 4,3  m dengan ukuran pipa  0,5  inch,  baterai 12 V  35 Ah, dan panel surya modul 200 Wp. Kondisi ini mampu mengangkat air lebih efisien dengan rata-rata pengisian baterai dalam 10 jam sebesar 12,96 V. Dengan sisa daya rata-rata sebesar 12,36 V, pompa  mengkonsumsi  daya baterai 0,6 V. Aliran air irigasi sawah dihasilkan dengan kecepatan debit mencapai 0,0025 m³/s. Air reuse yang dapat diangkat sebesar 0,00017 m³/s dan air limpasan belum terangkat sebesar 0,0041 m³/s.
Kata kunci: panel surya, irigasi, reuse , otomatisasi, pompa, debit air

## Abstract
An  automatic  pump  reuse  irrigation  system  is  a  circuit  system  for  moving  water  from  a  drainage  place  to  a reservoir.  Water  that  has  been  moved  and  stored  in  the  reservoir  can  be  used  during  the  dry  season  to  drain agricultural land. This study aims to design a reuse irrigation system for pump automation using solar panels based on solar  power.  Analysis  was  carried  out  to  determine  the  power  requirements  and  head  discharge.  In  this  study,  3 experiments  were conducted  with different  heads using  a 60 Watt pump. The most  efficient  pipe head has a height of 0.12 m and a length of  4.3 m  with a 0.5 inch pipe size, a 12V 35 Ah battery, and a 200 Wp module solar panel. This condition is able to lift water more efficiently with an average battery charge in 10 hours of 12.96 V. With an average remaining  power  of  12.36  V,  the  pump  consumes  0.6  V.  The  rice  irrigation  water  flow  is  produced  with  discharge speeds reaching 0.0025 m³/s. Reuse water that can be raised is 0,00017 m³/s and runoff water has not been raised by 0,0041 m³/s.
Keywords: solar panel, irrigation, reuse, automation, pump, water discharge

## I. P ENDAHULUAN
Krisis  air  baku  yang  diakibatkan  kekeringan  dan pencemaran  telah  mengakibatkan  berkurangnya pasokan  air  pertanian  sehingga  dapat  mengancam ketahanan  pangan.  Daur  ulang  air  limbah  untuk sumber  air  baku  pertanian  merupakan  salah  satu alternatif  dalam  mengatasi  kekurangan  pasokan  air baku  pertanian  [1].  Penggunaan  ulang  air  memiliki peluang  yang  potensial,  terutama  untuk  air  yang belum  tercemar  dan  dapat  ditampung  serta digunakan  kembali  tanpa  harus  mengalami  proses pemurnian.  Salah  satu  jenis  air  yang  memenuhi
syarat  ini  adalah  air  bekas  wudhu  yang  selama  ini masih  terbuang  percuma,  padahal  masih  sangat bagus  dan  dapat  dimanfaatkan  untuk  pertanian. Akan  lebih  bijak  jika  air  aliran  bekas  wudhu  tidak dibiarkan  mengalir  begitu  saja  dan  bercampur dengan air lainnya [2].
Di  Indonesia,  pertanian/perkebunan  merupakan sumber  utama dalam memenuhi  kebutuhan pangan. Di dalam pertanian/perkebunan, air adalah hal yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan tumbuhan.  Pengaturan  pembagian  atau  pengaliran air menurut sistem tertentu di sawah/lahan pertanian disebut  irigasi.  Pengairan  atau  irigasi  merupakan
faktor  penting  dalam  industri  pertanian  dan perkebunan.  Irigasi  dapat  mempengaruhi  hasil  dari pertanian  dan  pekebunan  apakah  produknya  baik atau  tidak  [3].  Beberapa  ancaman  serius  yang dihadapi  industri  tersebut  salah  satunya  adalah semakin  menurunnya  ketersediaan  air.  Untuk  itu dibutuhkan  upaya  untuk  menggunakan  air  secara tepat.
Teknologi  pengairan  yang  masih  konvensional belum  mampu  mengelola  air  secara  tepat.  Pada umumnya  petani  mengunjungi  lahannya  untuk melihat  kelembapan  atau  kondisi  pada  tanah  secara periodik  dan  mengairi  lahan  pertanian  sesuai dengan  perspektif  petani  [4].  Pertanian  pada  lahan kering  sering  terjadi  kekurangan  air  karena pemborosan penggunaannya untuk menyiram tanaman,  sehingga  lahan  kering  tidak  dapat dimanfaatkan  secara  maksimal  pada  musim  kering. Seiring  dengan  hal  tersebut,  maka  perlu  adanya suatu  alternatif  lain  yang  dapat  mengatasi penggunaan air secara efektif dan efisien [5].
Rancangan irigasi dapat dilakukan untuk pemberian  air  yang  optimal  dan  dilengkapi  dengan sistem  kontrol  otomatis  yang  dapat  menjaga permukaan  air  di  lahan  sawah  pada  level  tertentu sesuai  kebutuhan  tanaman  [6]-[7].  Kehilangan  air dapat  diukur  dari  tingkat  kelayakan  pemberian  air, yaitu  rasio  pemberian  air  yang  dapat  menentukan tingkat  kelayakan  pemberian  air.  Kehilangan  air dapat  diturunkan  dengan  meningkatkan  efisiensi pemanfaatan  air  melalui  jaringan  irigasi  yang  baik serta  dengan  teknik  budidaya  yang  hemat  air. Peningkatan  efisiensi  air  irigasi  untuk  lahan produksi  pangan  dengan  berbagai  metode  dan teknologi  telah  dikembangkan,  seperti  introduksi metode  pertanian  hemat  air  dan  metode  irigasi terputus-putus [8].
Pengaturan  muka  air  di  lahan  sawah  dengan kontrol  otomatis  merupakan  suatu  upaya  yang dilakukan untuk menjaga kondisi kelembaban tanah sebagai  media  tumbuh  tanaman  agar  tidak  sampai mengalami  kekeringan  dan  kelebihan  air  serta cukup  bagi  lahan  untuk  terhindar  dari  kekeringan [9].  Otomatisasi  irigasi  dapat  diperoleh  melakukan dari  sumber renewable daya  listrik  seperti pembangkit  listrik  tenaga  surya  yang  dapat mengubah  cahaya  matahari  menjadi  energi  listrik. Cahaya  matahari  merupakan  salah  satu  bentuk energi  dari  sumber  daya  alam.  Jaringan  irigasi  air tanah  yang  dilengkapi  energi  matahari  untuk pembangkit  listrik  tenaga  surya  sebagai  pengganti bahan bakar minyak dirancang dengan tujuan untuk menggerakkan  pompa  air  sehingga  biaya  operasi yang  harus ditanggung  oleh petani dapat dikurangi. Penerapan  teknologi  ini  dilakukan  dalam  sebuah demplot  dengan  tujuan  mendapatkan  sebuah  model
pemanfaatan  jaringan  irigasi  air  tanah  untuk  irigasi hemat air berbasis pompa air tenaga surya [10].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengembangkan teknologi  irigasi  otomatisasi  berbasis  panel  surya dengan  memanfaatkan  sumber  energi  matahari untuk  memompa  air  permukaan  sawah  dari  bak penampungan  air  limpasan.  Penelitian  ini  didasari oleh permasalahan yang dihadapi dalam pengembangan  lahan  dimana  keterbatasan  air menyebabkan  tidak  tercukupinya  kebutuhan  air tanaman pada musim kemarau.  Dalam perancangan sistem  irigasi reuse otomatis  berbasis  panel  surya ini  dilakukan  analisis  kebutuhan  daya, head ,  dan debit  untuk  mengetahui  kinerja  dari  sistem  yang dirancang.  Dengan  sistem  ini,  diharapkan  dapat menjadi solusi dalam mengatasi keterbatasan air.

## II. M ETODE P ENELITIAN

## A. Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan selama 54 hari, yaitu mulai  19  November  2017  sampai  11  Januari  2018. Penelitian  dilakukan  di  kebun  percobaan  Institut Pertanian  Bogor  (IPB)  yang  berlokasi  di  Desa Cikarawang RT 003 RW 007, Kecamatan Dramaga, Kabupaten Bogor.

## B. Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  berupa pompa  air,  panel  surya,  pipa  PVC,  multimeter digital,  sambungan  pipa,  luxmeter,  kran,  dan seperangkat  komputer  atau  laptop  yang  dilengkapi Microsoft Office. Bahan yang digunakan berupa air. Pompa  air  yang  digunakan  berspesifikasi  tegangan DC  12  V, output maksimum  60  L/min, head maksimum  4  M,  daya  motor  60W/5800rpm,  dan arus  5,4  A.  Untuk  panel  surya  digunakan  jenis Polycrystalline  dengan  spesifikas  50  WP,  arus maksimal  2,8  A,  dimensi  67  cm  x  54  cm,  baterai berkapasitas  12  V  35  Ah,  dan charger  controller dengan kapasitas 20 A.

## C. Tahap Perancangan
Perancangan  sistem  ini  dilakukan  meliputi persiapan,  pengambilan  data,  analisis  data,  dan pembuatan desain sistem irigasi.
Tahap  persiapan  meliputi  instalasi  non-elektrik dan instalasi elektrik. Instalasi  non  elektrik  pada sistem  irigasi  pompa  otomatis  terlebih  dahulu dilakukan  agar  mendapatkan  data  yang  diinginkan. Alat dan bahan yang diperlukan yaitu sistem pompa otomatis  pipa  PVC  berdiamter  0,5  inch  untuk  lajur air  yang  menuju  ke  resevoir,  kran  katup  0,5  inch, flowmeter  air,  dan  tiang  untuk  menahan  pipa  yang berposisi  horizontal.  Instalasi  elektrik  pada  sistem berupa  pemasangan  kabel  dari  panel  ke charger
controller . Pada charger controller memiliki lubang (selot)  kabel  untuk  panel  surya  DC  dan  AC.    Saat pemasangan kabel dari lubang DC ke baterai, kabel dari  bateri  yang  positif  dipasang  ke  radar pelampung  air  sehingga  diteruskan  ke  pompa, sedangkan  kabel  negatif  dari  baterai  langsung  ke pompa.
Pada  tahap  pengambilan  data,  instalasi  irigasi berbasis  panel  surya  dilakukan  untuk  pengambilan data  berdasarkan  ketinggian  pipa  120  cm,  135  cm dan 150 cm. Data yang diambil berupa daya pancar pompa  sehingga  dihasilkan  data  berupa  debit kecepatan  aliran  air  dalam  pipa  dan  energi  yang dipakai  oleh  pompa.  Pengukuran  juga  dilakukan pada  laju  air  di  irigasi  sawah  untuk  mengetahui debit  air  limpasan  yang  mengalir  ke  irigasi  sawah. Data  iklim  yang  diambil  berupa  intensitas  cahaya matahari  untuk  mengetahui  pola  kecerahan  sinar matahari.  Pada  saat  pengukuran  iklim  dilakukan pengisian  baterai  selama  tiga  hari  dengan  waktu mulai  jam  07.00  WIB  sampai  jam  17.00  WIB.  Hal ini  dilakukan  untuk  mendapatkan  data  energi  yang masuk ke dalam baterai.
Pada  tahap  analisis  data,  data  yang  pertama dianalisa  adalah  ketinggian  pipa  dan  energi  yang digunakan  pompa  untuk  mengangkat  air  ke reservoir. Hasil analisis berupa debit dalam liter per menit  selama  batas  energi  yang  tersisa  dalam baterai.  Hal  ini  dilakukan  melalui  tiga  pengujian dengan beda ketinggian pipa. Hasil data yang sudah diperoleh dilanjutkan ke pengujian data menggunakan rumus persamaan regresi linier untuk mengetahui  hubungan  debit  dan  tegangan.  Data
pengukuran intensitas cahaya matahari dan pengisian  baterai  menggunakan  panel  surya dianalisis  menggunakan  persamaan  regresi  linier untuk  mengetahui  hubungan  antara  intensitas cahaya matahari dan pengisian baterai sehingga bisa memperkirakan jam pengoperasian pompa. Analisis head  loss juga  diperlukan  untuk  perhitungan loss terhadap  aliran  air  di  dalam  pipa,  sehingga  data yang  diperlukan  yaitu  debit  liter  per  menit  yang dihasilkan oleh pompa.
Setelah  dilakukan  tahap  analisis  data,  maka tahap  terakhir  yaitu  pembuatan  desain  sistem. Desain  sistem  irigasi reuse pompa  otomatis dilakukan  berdasarkan  hasil  analisis  yang  sudah dilakukan  sehingga  seseorang  bisa  memahami  dan merancang sendiri desain sistem irigasi ini. Adapun gambaran  desain  yang  telah  dibuat  dapat  dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2. Pada desain tersebut terdapat  resevoir  di  sebelah  kanan  dengan  dimensi lebar  10  m,  panjang  20  m,  dan  kedalaman  1,25  m yang  bertujuan  untuk  menampung  air  hasil  dari pompa.  Di  sebalah  kiri  ada  pompa  air,  bak pembuangan  air,  dan  sistem  rangkaian  pompa otomatis.  Pemilihan  letak  dikarenakan  aliran  air yang  paling  rendah  berada  di  sebelah  kiri  bawah. Di  sebelah  kiri  juga  terdapat  panel  surya  dengan tinggi  tiang  kurang  lebih  3,5  m.  Di  bawah  tiang terdapat charger  controller .  Bak  pembuangan berada  di  dasar  tanah,  fungsinya  untuk  menahan laju  air  agar  bisa  terangkat  menggunakan  pompa. posisi  pompa  di  dalam  bak  penampung  dengan ketinggian  pipa  1,2  m  dan  panjang  pipa  horizontal 43 m.
Gambar 2. Tampak samping rancangan irigasi reuse dengan luas 10 m x 50 m

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
A. Pengujian Kapasitas Pompa
Pada umumnya pompa digunakan untuk menaikkan air dari permukaan rendah ke permukaan  yang  lebih  tinggi  atau  digunakan  untuk mengalirkan  air  secara  mendatar.  Pada  sistem  ini, air  diangkat  menggunakan  pompa  dengan  daya  60 Watt dengan head 120 cm. Kemudian air diteruskan melalui  pipa  yang  panjangnya  4,3  m  dengan diameter  pipa  0,5  inch  dengan  baterai  12  V  35  Ah sebagai  sumber  energi  penggerak.  Pengujian kapasitas  pompa  dilakukan  sampai  tiga  pengujian untuk  mengetahui  batas  maksimal  kekuatan  pancar pompa  dengan  hasil  dapat  dilihat  Tabel  1,  Tabel  2, dan Tabel 3.
Tabel 1. Pengujian baterai dan head 120 cm
Pipa Tegangan (Volt) Debit (liter/menit) Head 120 cm 12,00 10,1 10,41 11,0 9,56 11,0 7,77 10,5 6,05 10,0 4,66 9,5 2,67 8,3 Tabel 2. Pengujian baterai dan head 135 cm Pipa Tegangan (Volt) Debit (liter/menit) Head 135 cm 12,00 9,0 10,01 10,0 8,30 10,0 6,45 9,5 4,55 9,0 3,10 8,5 1,10 7,6
Tabel 3. Pengujian baterai dan head 150 cm
Berdasarkan  tiga  pengamatan  percobaan  untuk mengetahui  performa  daya  pancar  air,  maka  dapat disimpulkan  bahwa head pipa  120  cm  memiliki daya pancar yang paling besar yaitu 10,1 liter/menit saat tegangan baterai 12 V. Selain itu, tegangan sisa 2,67  V  menghasilkan  debit  air  lebih  besar  jika dibandingkan  dengan head pipa  lainnya.  Dengan demikian,  untuk  instalasi  irigasi reuse dengan  daya pancar pompa lebih besar dianjurkan menggunakan pipa  dengan head kurang  dari  120  cm.  Untuk mengetahui hubungan antara tegangan dan debit air, maka  dilakukan  simulasi  data  menggunakan  rumus persamaan linier seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Hubungan tegangan dan debit air
y = 0.2279x + 8.3276 R² = 0.6422 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 D ebi t air ( lit er /m eni t) Tegangan baterai (Volt) Pipa Tegangan (Volt) Debit (liter/menit) Head 150 cm 12,00 7,0 9,00 7,5 7,15 7,7 5,22 7,5 3,25 6,5 1,50 6,0
Berdasarkan  data  hubungan  antara  tegangan baterai  dan  debit  air  tersebut,  menunjukan  bahwa tegangan  dan  debit  air  dengan head pipa  120  cm memiliki  hubungan  dengan  R²  0,6422.  Dengan demikian, data pengujian tegangan baterai dan debit air  ini  dapat  diidentifikasi  dan  digunakan  sebagai dasar dalam melakukan proses analisis debit hitung.

## B. Pengamatan Intensitas Cahaya Matahari
Jam  pengoperasian  pompa  harus  diperhatikan agar  dapat  menghemat  daya  yang  ada  di  dalam baterai  dengan  tujuan  supaya  energi  di  dalam baterai  tidak  habis.  Jika  daya  habis,  maka  baterai dapat  mengalami  kerusakan  dan  tidak  bisa digunakan  kembali.  Jam  pengoperasian  sangat berpengaruh  terhadap  hubungan  pengisian  baterai dengan  intensitas  cahaya  matahari  seperti  dapat dilihat pada Gambar 4.
Berdasarkan  grafik  pada  Gambar  4,  indeks kecerahan  rata-rata  tertinggi  berada  pada  pukul 11.00  sampai  pukul  13.30.  Jika  panel  surya mendapatkan  cahaya  matahari  pada  cuaca  yang sangat  terik,  maka  tegangan  dan  arus  yang  didapat bisa  besar  dan  cepat  diterima.  Sebaliknya,  jika cuaca mendung atau panel surya kurang mendapatkan  sinar  matahari,  maka  tegangan  dan arus  yang  didapat  selama  proses  pengisian  baterai bisa  menurun  dan  lambat.  Berdasarkan  pengujian yang  sudah  dilakukan,  maka  pompa  bisa  dilakukan pengoperasian selama 7 jam dari jam 09.00 sampai jam 15.00 agar energi yang digunakan lebih efisien.

## C. Head Losses
Perhitungan head losses di dalam pipa dilakukan untuk  mengetahui  besarnya  hambatan  pipa  yang digunakan pada sistem irigasi ini. Perhitungan head losses dilakukan  dengan  tiga  ketinggian  yang berbeda  dengan  hasil  seperti  ditunjukkan  pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil perhitungan head losses Ketinggian (cm) Head Losses Mayor Head Losses Minor Total Losses 120 0,0516 0,00019 0,0518 135 0,0674 0,00024 0,0676 150 0,0853 0,00031 0,0856
Berdasarkan perhitungan head losses , ketinggian pipa  120  cm  memiliki  total losses paling  kecil dibandingkan  ketinggian  pipa  lainnya.  Maka rancangan  sistem  irigasi reuse ini  menggunakan ketinggian pipa 120 cm.

## D. Kebutuhan Debit dan Daya Pompa
Perhitungan  kebutuhan  debit  dan  daya  pompa dilakukan  untuk  mengetahui  pengurangan  terhadap beban  yang  diakibatkan  pemompaan  selama  7  jam dari  jam  09.00  sampai  15.00.  Dalam  pengisian baterai  selama  10  jam  dari  jam  07.00  sampai  jam 17.00, pengisian tersebut menggunakan panel surya yang dayanya disimpan di baterai. Untuk mendapatkan  perhitungan  pengurangan  tegangan (dv  Net)  maka  nilai  dV  beban  dan  dV  arus dikurangkan.  Daya  yang  disimpan  baterai  untuk pemompaan  pada  hari  berikutnya  diketahui  dengan menghitung  V  Net  yang  merupakan  hasil  dari penambahan  V  awal  dengan  dV  Net.  Hasil perhitungan  yang  dilakukan  dapat  dilihat  pada Tabel 5.
Berdasarkan  hasil  perhitungan  Tabel  5  dari  jam 07.00  sampai  jam  17.00,  diperoleh  sisa  daya  dari pemompaan  selama  7  jam  yaitu  10,36  V.  Dari  sisa daya tersebut digunakan pada hari  ke dua agar bisa melakukan  pemompaan  lagi  dengan  rata-rata  debit yang  dihasilkan  mencapai  10,75  liter  per  menit. Dari  perhitungan  selama  3  hari,  diperoleh  rata-rata daya dan debit air bisa dilihat pada Tabel 6.
Tabel 5. Kebutuhan debit dan daya pompa
Tabel 6. Debit air dan daya dalam 3 hari
Hari ke- Rata-rata (liter/menit) Rata-rata (liter/jam) Debit total (liter/hari) Durasi operasi (jam) Tegangan awal (V) Tegangan akhir (V) 1 10,75 645 4.516 7 12,00 10,36 2 10,63 638 4.465 7 10,73 9,83 3 10,51 631 4.414 7 10,20 9,30 Pukul V awal dV beban dV arus dV Net V Net Debit (l/m) 07.00 12,00 0,37  0,37  12,37 08.00 0,74  0,74  13,00 09.00 12,00 1,59 0,81  -0,78  11,22  10,88 10.00 10,41 0,85 1,10  0,25  11,47  10,94 11.00 9,56 1,79 1,28  -0,51  10,96  10,83 12.00 7,77 1,72 1,55  -0,17  10,79  10,79 13.00 6,05 1,39 1,58  0,19  10,98  10,83 14.00 4,66 1,99 1,26  -0,73  10,25  10,66 15.00 2,67 2,67 1,22  -1,45  8,80 10,33 16.00 0,93  0,93  9,73 17.00 0,63  0,63  10,36 Rata - rata 10,75
Gambar 4. Hubungan jam pengoperasian, daya baterai, dan intensitas cahaya matahari
Gambar 5. Kebutuhan komponan sistem reuse Tabel 7. Kebutuhan panel, pompa, dan debit Jumlah Panel Jumlah pompa dan debit (liter/menit) 1 2 3 4 5 1 10,63  12,00 12,00 12,00 12,00 2 11,55  18,41 19,00 26,00 30,00 3 11,29  18,61 26,65 30,00 35,00 4 11,50  19,07 27,73 34,55 42,36 5 11,29  19,62 27,86 35,90 42,64 6 11,29  19,62 27,92 36,09 44,02

## E. Kebutuhan Pompa dan Panel
Berdasarkan  parameter  yang  digunakan  yaitu jam  operasi  7  jam debit  air,  spesifikasi  pompa,  dan panel surya, maka untuk membuat rancangan sistem irigasi  reuse  harus  diketahui  debit  air  agar  bisa menentukan  kebutuhan  daya  pompa  dan  jumlah daya  panel  surya  yang  harus  digunakan.  Pada
perhitungan  pompa  1  panel  1,  diketahui  penurunan daya  dan  debit  dengan  perhitungan  kebutuhan komponen  agar  debit  yang  dihasilkan  selalu meningkat. Untuk menentukan debit yang dibutuhkan  dan  jumlah  pompa  yang  digunakan sehingga diperlukan jam pengoperasian pompa agar energi dan debit air  yang dikeluarkan lebih efisien,
harus  ditentukan  kebutuhan  jumlah  pompa  60  W dan  panel  50  Wp.  Debit  yang  dihasilkan  pada besarnya  kombinasi  jumlah  panel  dan  daya  pompa dapat  dilihat pada Tabel 7.
Debit  air  dan  tegangan  yang  dihasilkan  oleh kombinasi  jumlah  pompa  sangat  penting.  Untuk mengetahui  jumlah  panel  dan  pompa  yang diperlukan,  berdasarkan  pengujian  pompa  tanpa pengisian  energi  dan  pengujian  tanpa  beban  untuk mengetahui energi yang dihasilkan oleh panel surya yang  mengalir  ke  baterai  selama  10  jam  dari  jam 07.00 sampai jam 17.00, serta simulasi pengoperasian selama 7 jam, kebutuhan panel surya dan  jumlah  pompa  air  untuk  memenuhi  debit tertentu  dapat  dilihat  pada  Gambar  5.  Dengan mengacu  pada  Gambar  5,  maka  dapat  ditentukan hasil  debit  air  yang  diinginkan  sesuai  jumlah  panel dan pompa yang ditentukan.

## F. Kebutuhan Komponen Sistem Irigasi Reuse Terhadap Luasan Lahan
Untuk  mengetahui  debit  air  pada  luasan  lahan tertentu, dibutuhkan  informasi  kebutuhan  air  irigasi dalam 1 Ha. Standar kebutuhan debit air untuk 1 Ha adalah  1,1  liter  per  detik  sehingga  harus  dilakukan perhitungan  kapasitas  pompa  yang  bisa  memenuhi kebutuhan  tersebut.  Pada  kapasitas  debit  pompa sebesar  10  liter  per  menit  dengan  ketinggian  pipa
120  cm  dengan  daya  60  Watt,  untuk  1  Ha dibutuhkan pompa 7 unit dengan total debit 1,2 liter per  detik.  Dengan  demikian,  panel  surya  yang dibutuhkan  adalah  11  unit  dengan  kapasitas  50  Wp total 550 Wp.
Dari  perhitungan  Tabel  8  untuk  mengetahui kebutuhan  komponen  sistem  irigasi  reuse  terhadap luasan lahan yang sudah dilakukan perhitungan dari 0.1  sampai  5  ha.  Jumlah  panel  surya  dapat ditentukan  sesuai  Wp  dan  pompa  yangdigunakan memiliki daya 60 watt dan total debit sesuai jumlah pompa  yang  jenis  kapasitasnya  berbeda,  pompa menggunakan  daya  60  watt  dan  total  debit  yang dihasilkan oleh pompa.

## G. Kebutuhan Daya Pompa Terhadap Debit dan Head
NPHSr  adalah  tekanan  pompa  pada  sisi  hisap yang nilainya ditentukan berdasarkan desain pompa. NPHSr bernilai positif sehingga bersifat menghambat kemampuan hisap pompa. Jika pompa dengan  nilai  NPHSr  kecil  berarti  pompa  tersebut mempunyai kemampuan hisap yang baik. Perhitungan NPHSr dilakukan dengan head 120 cm sampai  150  cm  menggunakan  pompa  60  Watt. Dengan  demikian,  pada  lahan  1  Ha  menghasilkan debit total 1,2 liter/detik dalam 7 unit pompa. Maka untuk 1 pompa debit air mencapai 0,17 l/dt.

## Tabel 8. Kebutuhan komponen dan luasan lahan
Pompa kapasitas 10 liter per menit Lahan Kebutuhan debit irigasi Panel*(Wp) Jumlah pompa** Total debit Ha liter/detik 50 100 150 200 unit liter/detik 0,1 0,1 1 1 1 1 1 0,1 0,25 0,3 3 2 2 2 2 0,3 0,5 0,6 5 4 4 4 3 0,5 1 1,1 11 8 7 7 7 1,2 2 2,2 21 17 15 14 13 2,3 5 5,5 53 41 37 35 33 5,6 Catatan: *)   Kapasitas panel **) Kebutuhan pompa
Tabel 9. Kebutuhan daya dan debit head 120 cm Head Head 120 cm l/dt NPSHr (kW) 120 0,17 0,081 0,18 0,088 0,18 0,088 0,18 0,084 0,17 0,080 0,16 0,076 0,14 0,066
Tabel 10. Kebutuhan daya dan debit head 135 cm Head Head 135 cm l/dt NPSHr (kW) 135 0,15 0,081 0,17 0,090 0,17 0,090 0,16 0,085 0,15 0,081 0,14 0,076 0,13 0,068
Tabel 11. Kebutuhan daya dan debit head 150 cm Head Head 150 cm l/dt NPSHr (kW) 150 0,11 0,070 0,12 0,075 0,12 0,077 0,12 0,075 0,10 0,065 0,10 0,060

## Gambar 6. Kebutuhan daya pompa terhadap debit
Berdasarkan perhitungan  Tabel 9, Tabel 10, dan Tabel 11, untuk mengetahui kebutuhan daya pompa menghisap  air  dengan head 120  cm  membutuhkan daya  0,081  kW  dengan  debit  air  0,17  liter/detik, maka head 120  cm  membutuhkan  daya  lebih  kecil dari  pada head 150  cm.  Selain  itu, head 120  cm menghasilkan  debit  air  lebih  besar  dari  pada head 150  cm.  Dari  perhitungan  kebutuhan  daya  pompa maka didapatkan grafik seperti dilihat pada Gambar 6.  Dari  perhitungan  kebutuhan  daya  pompa dengan melihat  debit  aliran  pompa  dan  total head ,  maka untuk  mengetahui  kebutuhan  daya  pada  pompa, debit  air  yang  dipompa  dengan head 120  cm bernilai  1,2  liter/detik  pada  lahan  1  Ha.  Dengan demikian,  awal  hisap  pompa  membutuhkan  daya 0,081  kW  dengan  menghasilkan  debit  0,17 liter/detik dan pada akhir hisap pompa membutuhkan daya 0,066 kW dengan menghasilkan debit 0,14 liter/detik.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan perhitungan prencanaan dan pengujian  sistem  otomatisasi  pompa  untuk  irigasi reuse berbasis  panel  surya,  dapat  disimpulkan bahwa sistem dapat dirancang menggunakan pompa dengan  kapasitas  60  Watt, head 120  cm  sepanjang 4300 cm dengan ukuran pipa 0,5 inch, baterai 12 V 35  Ah,  dan  panel  surya  modul  50  Wp.  Sistem  ini dapat  mengangkat  air  10  liter/menit  dan  rata-rata
pengisian  baterai  dalam  10  jam  sebesar  12,96  V dengan  sisa  tegangan  rata-rata    12,36  V.  Untuk aliran air irigasi sawah yaitu dengan kecepatan debit mencapai  0,25  m³/menit  dan  air  limpasan  yang belum  terangkat  sebesar  250  liter/menit.  Dengan desain  ini,  maka  sistem  irigasi reuse dengan  panel surya  diharapkan  menjadi  solusi  alternatif  untuk permasalahan irigasi saat musim kemarau.

## R EFERENSI
[1] S.  Bahri,  R.  R.  Rinjani,  and  Y.  Setiatin,  “Potensi Air Limbah Untuk Didaur Ulang Sebagai Air Baku Pertanian  (Studi  Kasus  Beberapa  Industri  dan Domestik),” Jurnal  Sumber Daya Air , vol. 9  no. 2, 2013.
[2] T.  Alfiah,  M.  N.  Kusuma,  and  R.  R.  Damara, “Potensi  Pemanfaatan  Air  Bekas  Setelah  Diolah Menggunakan  Saringan  Pasir,” Seminar  Nasional Sains dan Teknologi Terapan III , 2015.
[3] I.  P.  A.  S.  Antara,  I.  W.  Tika,  and  I.  P.  G. Budisanjaya, “Perancangan Sistem Irigasi Otomatis Dengan  Sensor  Resistif  Berbasis  Kadar  Air  Tanah Pada  Tanaman  Rukola,” Jurnal  Biosistem  dan Teknik Pertanian , vol. 4 No. 1, 2016.
[4] M. D. Syamsiar, M. Rivai, and S. Suwito, “Rancang Bangun Sistem Irigasi Tanaman Otomatis Menggunakan  Wireless  Sensor  Network,” Jurnal Teknik ITS , vol. 5 no. 2, 2016.
[5] A.  Amuddin  and  J.  Sumarsono,  “Rancang  Bangun Alat Penyiraman Tanaman Dengan Pompa Otomatis Sistem Irigasi Tetes Pada Lahan Kering,” Jurnal  Ilmiah  Rekayasa  Pertanian  dan  Biosistem , vol. 3 no. 1, 2015.
[6] S.  Sirait,  S.  K.  Saptomo,  and  M.  Y.  J.  Purwanto, “Rancang  Bangun  Sistem  Otomatisasi  Irigasi  Pipa Lahan  Sawah  Berbasis  Tenaga  Surya,” Jurnal Irigasi , vol. 10 no. 1, 2015.
[7] D.  Lozano,  C.  Arranja,  M.  Rijo,  and  L.  Mateos , “Simulation  of  automatic  control  of  an  irrigation canal,” Journal  Agricultural  Water  Management , vol. 97 no. 1, 2010.
[8] G.  A.  Kartika,  R.  W.  Sayekti,  and  L.  Prasetyorini, “Studi  Pemberian  Air  Irigasi  Sebagai  Usaha Menghemat  Penggunaan  Air  Irigasi  Pada  Daerah Irigasi  Kedungkandang  Di  Kota  dan  Kabupaten Malang,” Jurnal Sains dan Teknologi , vol. 10 no. 3, 2014.
[9] S.  K.  Saptomo,  B.  I.  Setiawan,  and  Y.  Nakano, “Water  Regulation  in  Tidal  Agriculture  Using Wetland  Water  Level  Control  Simulator,” The CIGR Journal of Scientific Research and Development , 2004.
[10] M.  D.  Joubert,  D.  Ridwan,  and  R.  M.  Pratiwi, “Kinerja  Jaringan  Irigasi  Air  Tanah  Pada  Irigasi Hemat  Air  Berbasis  Pompa  Air  Tenaga  Surya,” Jurnal Irigasi , vol. 11 no. 2, 2017.